Weedy plant species responses to soils with different agricultural management intensity

Abstract

Abstract

The four weedy species Capsella bursa-pastoris, Elytrigia repens, Rumex longifolius and Tripleurospermum perforatum were grown for 4 weeks in a greenhouse experiment in intact soil cubes, excavated from 15 conventional agriculture fields with different land use intensity, situated in the agricultural area of South West Scania, Sweden.

Soilbiodiversity provides ecosystem services and is important in a sustainable food production. With frequent disturbance by ploughing the soil biodiversity is reduced which can affect the above ground plant community. The aim of the present study was to investigate the effect of soil management intensity on weed establishment in agricultural fields.

In this study we found that the response of plant biomass, in soils with different land use intensities, depends on the tight interaction between the above and below ground organisms. Interspecific plant competition and root feeding nematodes appeared to decrease plant biomass, while there was a positive relation between plant biomass and available phosphate, and the highest arbuscular mycorrhizal colonization in low intensity soils. We have also tested a convenient method to obtain data mimicking natural circumstances of the arable fields in a greenhouse environment.

Supervisor: Tina D’Hertefeldt
Degree project 30 credits in Plant Ecology and Systematics, 2011
Department of Biology, Lund University, Sweden
Supervisor: Tina D’Hertefeldt
Degree project 30 credits in Plant Ecology and Systematics, 2011
Department of Biology, Lund University, Sweden

Supervisor: Tina D’Hertefeldt
Degree project 30 credits in Plant Ecology and Systematics, 2011
Department of Biology, Lund University, Sweden

Abstract (Swedish)

Låt inte åkern få för djupa sår,
– annars vi i framtiden inga grödor får!

Om det inte vore för växterna skulle vi inte kunna leva en enda sekund på vår jord. För varje andetag förlitar vi oss på att växterna producerar tillräckligt med syre till atmosfären och åkerns grödor ger oss mat på bordet. Det här är exempel på så kallade ekosystemtjänster, vilket är ett resultat av fungerande ekosystem, där växter, djur och svampar interagerar. Eftersom all världens åkerfält och betesmarker utgör en tredjedel av jordens landyta har de stor betydelse för världens ekosystem. I högintensivt brukade jordbruksmarker störs de naturliga ekosystemen.

Jordbruket, och hur marken bearbetas, påverkar om vi även i framtiden kan erhålla eko-systemtjänster och lyckas föda jordens ökande befolkning. Därför valde jag i mitt examensarbete att fokusera på hur jordbruksmarkernas ogräs etableras beroende på plöjningsintensitet och dess interaktion mellan mykorrhiza och fosfor. Mykorrhizasvampar består av vidsträckta nätverk i jorden och bildar förbindelser med växter, vilket effektiviserar växternas näringsupptag och är en viktig del i ekosystemen. Fosfor är viktigt för växternas tillväxt och används vid konstgödsling.

I experimentet användes jordar från konventionella gårdar som brukats med olika plöj-ningsintensitet i sydvästra Skåne. De tre störningsintensiteterna definierades som: låg intensitet (betesmark som varit ostört i minst tio år), medium intensitet (åkerfält/vall med årlig växtrotation med en perenn gröda i växtföljden), och slutligen hög intensitet (åkerfält med enbart ettåriga grödor i växtföljden). Försöksväxterna var kvickrot, lomme, baldersbrå och gårdsskräppa, vilka är vilda växter och vanligt förekommande som ogräs i konventionella åker- och betesmarker. För att imitera så naturliga förhållande som möjligt utgrävdes intakta jordklumpar från jordbruksfälten. Försöksväxterna såddes upp från frön jag plockat från vildväxande plantor och därefter planterades växterna i jordklumparna och skördades efter fyra veckor.

Växterna i jordar med lägre störningsintensitet visade på en högre kolonisation av mykorr-hiza, vilket indikerar att mykorrhiza är känsligt för störning. Eftersom växterna hade en lägre kolonisation av mykorrhiza vid högre fosforhalter indikerar det att mykorrhiza associationen inte fungerar optimalt vid högre halter av fosfor. Däremot var ogräsens biomassa högre vid högre fosforhalter. Vidare hade växterna lägre biomassa i jordar med högre grad av omgivande vegetation, d.v.s. högre konkurrens från andra växter.

Den här studien visade att växters etablering i jordbruksjordar beror på den kombinerade responsen av mark- och växtinteraktioner, som påverkas av fysikaliska parametrar såsom fosfor, vilken i sin tur bestämmer i vilken grad mykorrhizasvampar kan påverka växtens tillväxt. Växters respons på jordbruksmarker med olika störingsintensitet behöver därför betraktas i ett multidimensionellt perspektiv. Att förstå de växtekologiska interaktionerna i jordbruksmarkerna och att bruka jorden efter naturens villkor är grundläggande för att skapa ett hållbart jordbruk.

Handledare: Tina D’Hertefeldt
Examensarbete 30 hp i Växtekologi och systematik, 2011
Biologiska institutionen, Lunds universitet

• author: Jonsson, Jennie
• supervisor: Tina D'Hertefeldt
• organization: Degree Projects in Biology
• course: BIOY54 20102
• year: 2011
• type: H1 - Master's Degree (One Year)
• subject: Biology and Life Sciences
• language: English
• id: 2213006
• date added to LUP: 2011-12-15 12:28:30
• date last changed: 2013-02-20 14:08:22